自動控制題庫答案

本文格式為Word版，下載可任意編輯——自動控制題庫答案第一章

1．開環(huán)控制和閉環(huán)控制的主要區(qū)別是什么？主要區(qū)別是有無輸出量的反饋，將輸出量和定值比較后形成差值反饋給對象的輸入端，就是閉環(huán)控制，無此過程就是開環(huán)控制。2.電加熱爐爐溫控制中，熱電阻絲端電壓U及爐內(nèi)物體質(zhì)量M的變化，哪個是控制量？哪個是擾動？為什么？U是控制量，改變U可以控制溫度的高低；M是擾動，它的增減對溫度產(chǎn)生不希望的影響，即影響爐溫的高低。

3.簡述自動控制所起的作用是什么？作用是在人不直接參與的狀況下，使某些被控量按指定規(guī)律變化。

4．恒值調(diào)理和隨動調(diào)理的區(qū)別是什么？恒值調(diào)理的給定量為一常值，隨動調(diào)理的給定量是個隨時間變化的不能預(yù)知的量。

5.簡述自動控制電加熱爐爐溫控制的原理。

1）由熱電偶測得爐溫2）和給定溫度值比較

3）溫度差大于0，則減小電爐電壓使?fàn)t溫降低，反之則增大電壓。

6．比較被控量輸出和給定值的大小，根據(jù)其偏差實現(xiàn)對被控量的控制，這種控制方式稱為

閉環(huán)控制。

7．簡述控制系統(tǒng)由哪三大部分組成？測量，比較，控制

1．反饋控制系統(tǒng)是指：a.負(fù)反饋b.正反饋答案a.負(fù)反饋2．反饋控制系統(tǒng)的特點是：答案控制精度高、結(jié)構(gòu)繁雜3．開環(huán)控制的特點是：答案控制精度低、結(jié)構(gòu)簡單

4．閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本環(huán)節(jié)有：給定、比較、控制、對象、反饋

5．自控系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的輸出量分別為：給定量、反饋量、偏差、控制量輸出量。6．自控系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型主要有以下三種：微分方程、傳遞函數(shù)、頻率特性7．實際的物理系統(tǒng)都是：a.非線性的b.線性的a.非線性的8．線性化是指在工作點附近用代替曲線。切線9．傳遞函數(shù)等于輸出像函數(shù)比輸入像函數(shù)。

10．傳遞函數(shù)只與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān)，與輸出量、輸入量無關(guān)。11．慣性環(huán)節(jié)的慣性時間常數(shù)越大，系統(tǒng)快速性越差。12．二階系統(tǒng)阻尼系數(shù)＞1，系統(tǒng)就不會出現(xiàn)過調(diào)。13．最正確阻尼系數(shù)ξ＝0.707。

14．小時間遲后環(huán)節(jié)可近似為慣性環(huán)節(jié)。

15．分析某一時間的誤差可用：a.終值定理b.誤差級數(shù)c.拉氏反變換。16．補償控制特點是：可提高穩(wěn)態(tài)精度，對暫態(tài)性能影響不大。17．高階系統(tǒng)暫態(tài)性能取決于離虛軸最近的閉環(huán)極點。

18．主導(dǎo)極點應(yīng)滿足：a.離虛軸最近b.5倍距離內(nèi)無其他零極點。19．線性系統(tǒng)穩(wěn)定,其閉環(huán)極點均應(yīng)在〔S〕平面的左平面。20．列舉兩個不可線性化的非線性環(huán)節(jié)：間隙、死區(qū)。

21．列舉非線性系統(tǒng)相軌跡的常見形狀特征。節(jié)點、焦點、鞍點、極限環(huán)。22．相軌跡趨向于極限環(huán)，系統(tǒng)出現(xiàn)周期振蕩。23．相軌跡趨向于有限值，系統(tǒng)穩(wěn)定。24．相軌跡趨向于無限遠(yuǎn)，系統(tǒng)不穩(wěn)定。

25．簡述等傾線法：狀態(tài)方程之比并令為一常數(shù)得等傾線方程，繪等傾線，

從初始值開始按等傾線斜率不斷改相軌跡走向直到最終。

26．二階非線性用相軌跡法；高階非線性用描述函數(shù)法進行分析。27．描述函數(shù)是非線性環(huán)節(jié)輸入正弦與輸出正弦基波分量之比。

28．簡述描述函數(shù)的求取步驟。求正弦輸入下的輸出函數(shù)，把輸出函數(shù)按傅利葉級數(shù)展開求出基波分量即可。

29．等效頻率特性不包圍負(fù)倒相對描述函數(shù)，則非線性系統(tǒng)穩(wěn)定。30．等效頻率特性包圍負(fù)倒相對描述函數(shù)，則非線性系統(tǒng)不穩(wěn)定。

31．負(fù)倒相對描述函數(shù)與等效頻率特性相交，則非線性系統(tǒng)產(chǎn)生周期振蕩。32．采樣頻率ωs＞2ωm（ωm連續(xù)信號最大頻率），才是不失真采樣。33．采樣系統(tǒng)的動態(tài)過程用差分方程來描述。34．求解差分方程可借助Z變換。35．計算機解差分方程常用迭代法。

36．由傳函求脈沖傳函的方法是：部分分式法展開，查典型函數(shù)Z變換表。37．F(z)對應(yīng)的時間函數(shù)f（t）的終值＝（Z-1）F(Z)再令Z=1

38．采樣系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件是，閉環(huán)脈沖傳函的所有極點均位于單位圓內(nèi)39．雙線性變換是令Z=(W+1)/(W-1)

40．采樣系統(tǒng)經(jīng)過W變換，就可用連續(xù)系統(tǒng)的分析方法進行分析了。41．采樣周期越大，系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差越大。42．采樣周期越大，系統(tǒng)穩(wěn)定性越差。

43．采樣系統(tǒng)的主導(dǎo)極點是：a.靠虛軸最近b.靠單位圓最近的閉環(huán)極點。44．用數(shù)字程序?qū)崿F(xiàn)校正的方法是：脈沖傳函變成差分方程，由迭代法編程45．求采樣系統(tǒng)差分方程的方法是：1按連續(xù)系統(tǒng)求傳函2求脈沖傳函3由遲后定理得差分方程

46．在波德圖上進行采樣系統(tǒng)校正的兩種近似方法為：1看成連續(xù)系統(tǒng)2采樣保持器看成慣性環(huán)節(jié)

47．采樣系統(tǒng)校正采用數(shù)字校正比較便利。48．寫出誤差級數(shù)中系數(shù)Cj的計算公式。

49．50．

誤差傳函Φ（S）=1/｛1+G0(S)｝勞斯陣列表第一列中某項為零，其他各項均大于零，說明什么？臨界穩(wěn)定

其次章

1.由laplace變換的微分定理，L(x??(t))?s2x(s)?sx(0)?x?(0)。2.水位控制系統(tǒng)微分方程為qi?qo?cdh，其中qi,qo為進出口水流量，c和h為水池底面dt積和水位，qi和h分別是控制量和被控量。假使qo?kh(k為常數(shù))，試將此非線性方

*,h*附近線性化。程在某個穩(wěn)態(tài)工作點q0由?q0?K?h2h*，因此原方程變?yōu)?qi?k?h2h*?Cd?h（3分），用?qi,?h作為新的變量，dt重新寫成qi,h后，方程成為Cdhkh??qi（1分）。dt2h*3.如圖質(zhì)量、彈簧、摩擦系統(tǒng)，k和r分別為彈簧系數(shù)和摩擦系數(shù)，u(t)為外力，試寫出系

統(tǒng)的傳遞函數(shù)表示G(s)?y(s)/u(s)。牛頓其次定律u?ky?ry??my??（1分）拉氏變換后y(s)/u(s)?1/(ms2?rs?k)（3分）

y(t)u(t)kmr

23．機電控制系統(tǒng)中電壓u(t)，轉(zhuǎn)速?(t)分別為輸入、輸出量，各部分運動關(guān)系的laplace

變換為：

M(s)?(Js?f)?(s)E(s)?b?(s)U(s)?E(s)?(Ls?R)I(s)M(s)?dI(s)

式中M(t)為力矩，E(t)為感應(yīng)電動勢，I(t)為感應(yīng)電流，J、f、L、R、b、d為非零常數(shù)，試畫出總的系統(tǒng)方框圖。二個一階慣性環(huán)節(jié)，二個比例環(huán)節(jié)，一個比較環(huán)節(jié)，可作合成框圖（4分）

4.試列舉二種子系統(tǒng)常用的連結(jié)方式，并畫出示意圖。并聯(lián)（圖略）串聯(lián)（圖略）6.將環(huán)節(jié)G1(s)的輸出信號作為環(huán)節(jié)G2(s)的輸入信號，則總的系統(tǒng)傳遞函數(shù)為G1(s)G2(s)7.二個環(huán)節(jié)G1(s)和G2(s)有一致輸入，總的系統(tǒng)輸出為二個環(huán)節(jié)輸出的代數(shù)和，則總的系

統(tǒng)傳遞函數(shù)為G1(s)＋G2(s)。

8.已知系統(tǒng)信號流圖如左，試畫出它的傳遞函數(shù)方框圖。

D(S)D(s)G4

G4U(s)EG1G2y1y(s)u(S)G1

－G3

11．線性系統(tǒng)的齊次性和疊加性是指什么？

齊次性f(ax)?af(x)，疊加性f(x1?x2)?f(x1)?f(x2)2.線性系統(tǒng)的特點是信號具有齊次性和疊加性。1.凡是具有疊加性和齊次性的系統(tǒng)稱為線性系統(tǒng)。

13.具有什么特性的系統(tǒng)是線性系統(tǒng)？具有齊次性和疊加性。

1.信號流圖中，進入節(jié)點的信號有二個流出分支，則每個支路信號的大小是原信號的

原值。

13.什么是定常系統(tǒng)？若輸入u(t)時輸出為y(t)，則對任意?，有u(t+?)時輸出為y(t+?)

Q23．i如圖液位系統(tǒng)，Qi,Qo為進出口水流量，R為出水管水阻，

HCR

Qo

G2G3y(S)水池底面積為C，試建立液位系統(tǒng)的微分方程。Qi?Q0?CdHHdHH,Q0?（3分）?C??Qi?0（1分）

dtRdtR一、求系統(tǒng)傳遞函數(shù)。（每題5分，共計15分）

1．求電路網(wǎng)絡(luò)傳遞函數(shù)

G(S)=1/(LCS*S+RCS+1)G(S)=LCS*S/(LCS*S+RCS+1)

G(S)=RCS/(LCS*S+RCS+1)

-R2/[R1(R1CS